DE2916819C2

DE2916819C2 - Vibration motor

Info

Publication number: DE2916819C2
Application number: DE19792916819
Authority: DE
Inventors: Vladimir Sergeevi&ccaron; Vilnjussky raion derevnya Pagiryai Dvornin; Aleksandr Vasilievi&Ccaron; Kondratiev; Vladimir Fedorovi&ccaron; Vilnjus Kravchenko; Petr Egorovi&ccaron; Vilnjus Vasiliev
Original assignee: SPECIAL'NOE PROEKTNO-KONSTRUKTORSKOE I TECHNOLOGICESKOE BJURO MALYCH ELEKTRICESKICH MASIN PROIZVODSTVENNOGO OB"EDINENIJA PO VYPUSKU ELEKTRODVIGATELEJ EL'FA VILNJUS SU
Current assignee: SPECIAL'NOE PROEKTNO-KONSTRUKTORSKOE I TECHNOLOGICESKOE BJURO MALYCH ELEKTRICESKICH MASIN PROIZVODSTVENNOGO OB"EDINENIJA PO VYPUSKU ELEKTRODVIGATELEJ EL'FA VILNJUS SU
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1983-07-21
Also published as: NL177785C; GB2025703A; NL7903729A; FR2430014A1; DE2916819A1; FR2430014B1; NL177785B; GB2025703B

Description

Die Erfindung betrifft einen Vibrationsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Vibrationsmotor ist aus dem SU-Erfinderschein 5 84 332 bekannt.The invention relates to a vibration motor according to the preamble of claim 1. Such a motor Vibration motor is known from the SU inventor's certificate 5 84 332.

Vibrationsmotoren dieser Art dienen vorwiegend als Antrieb für hochwertige Geräte zur Tonaufzeichnung und -wiedergabe, wobei eine gute Stabilisierung der Drehzahl des Läufers von besonderer Bedeutung ist sowie auch der Bauaufwand und damit die Kosten in vertretbaren Grenzen bleiben sollen.Vibration motors of this type are mainly used to drive high-quality devices for sound recording and playback, with good stabilization of the rotor speed being of particular importance as well as the construction effort and thus the costs should remain within reasonable limits.

Bei dem bekannten Vibrationsmotor dient üblicherweise als Drehzahlgeber des Läufers ein fotoelektrischer Geber oder ein Magnetfeldgeber. Solche Geber sind kompliziert und kostspielig, was die Kosten und die Störanfälligkeit des ganzen Vibrationsmotors erhöht. Dies ist bei Verwendung des letzteren in Plattenspielern besonders unerwünscht.In the known vibration motor, a photoelectric motor is usually used as the speed sensor for the rotor Encoder or a magnetic field encoder. Such donors are complex and expensive, both in terms of cost and expense Increased susceptibility to failure of the whole vibration motor. This is when the latter is used in turntables particularly undesirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verhältnismäßig einfachen und preisgünstigen Vibrationsmotor zu schaffen, der bei guter Stabilität der Drehzahl des Läufers eine hohe Leistung an der 6-> Vibrationsmotorwelle gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I gekennzeichneten Merkmale gelöst.The invention is based on the object of a relatively simple and inexpensive vibration motor to create a high performance at the 6-> with good stability of the rotor speed Vibration motor shaft guaranteed. This task is characterized by that in claim I. Features solved.

An sich ist aus der GB-PS 1485 524 ein Motor bekannt, an dessen Stirnfläche ein Läufer angedrückt ist, der an seinem Kreisumfang gleichmäßig verteilte Marken aufweist, die zur Wechselwirkung mit einem Drehzahlgeber bestimmt sind. Dabei besteht der Drehzahlgeber des Läufers aus einem Magnetsystem, welches eine Magnetfeldquelle enthält und aus einem Magnetleiter aufgebaut ist, dessen einer Teil beweglich ist, mit dem Läufer starr verbunden ist und in etwa eine Scheibe mit an deren Kreisumfang ausgeführten Schlitzen darstellt, die als Läufermarken wirken, und dessen anderer Teil, der von dem beweglichen Teil durch einen Spalt getrennt ist, unbeweglich ist, die Magnetflußquelle umfaßt, und Schlitze aufweist, die denjenigen des beweglichen Teils gegenüberliegen.A motor is known per se from GB-PS 1485 524, on the face of which a rotor is pressed, which has evenly distributed marks on its circumference that interact with a Speed sensors are determined. The rotor's speed sensor consists of a magnet system, which contains a magnetic field source and is made up of a magnetic conductor, one part of which is movable is, is rigidly connected to the runner and approximately a disk with executed on the circumference Represents slots, which act as rotor marks, and its other part, that of the movable part is separated by a gap, which is immobile Magnetic flux source comprises, and has slots which are opposite to those of the movable part.

Gegenüber dieser bekannten Ausbildung dient beim vorliegenden Erfindungsgegenstand jedoch die Magnetfeldquelle gleichzeitig zur Sicherstellung der Funktion des Vibrationsmotors und des Drehzahlgebers. In contrast to this known design, however, the magnetic field source is used in the present subject matter of the invention at the same time to ensure the function of the vibration motor and the speed sensor.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnetAppropriate further developments of the invention are characterized in the subclaims

Der erfindungsgemäße Vibrationsmotor zeichnet sich durch hohe Leistung sowie gute Stabilität der Drehzahl des Motorläufers aus. Dadurch, daß mit gleichen konstruktiven Mitteln ein der Drehzahl des Läufers proportionales Signal erzeugt und das Andrücken des Läufers an die Stirnfläche des Konzentrators bewirkt wird, ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus. Die Möglichkeiten zur Steuerung der Drehzahl des Vibrationsmotors sind vereinfacht und erweitert, nämlich durch Beeinflussung der Schwingungsamplitude oder auch durch Änderung der Andrückkraft mittels des Magnetsystems.The vibration motor according to the invention is characterized by high performance and good speed stability of the motor rotor. The fact that with the same constructive means one of the speed of the rotor generates proportional signal and causes the rotor to be pressed against the face of the concentrator there is a significant simplification of the structure. The possibilities for controlling the speed of the vibration motor are simplified and expanded, namely by influencing the vibration amplitude or by changing the pressing force by means of the magnet system.

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigtThe invention is illustrated by the description of exemplary embodiments with reference to the drawings further explained It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Vibrationsmotors mit einem auf der Basis eines Dauermagneten ausgeführten Magnetsystem,F i g. 1 shows a longitudinal section of a vibration motor according to the invention with one on the basis of a Permanent magnet magnet system,

Fig.2 einen Längsschnitt durcn einen Teil eines Vibrationsmotors, bei dem der Dauermagnet mit dem Läufer gekoppelt ist,2 shows a longitudinal section through part of a Vibration motor in which the permanent magnet is coupled to the rotor,

F i g. 3 einen Vibrationsmotor mit einem auf der Basis eines Elektromagneten ausgeführten Magnetsystems im Längsschnitt,F i g. 3 shows a vibration motor with a magnet system implemented on the basis of an electromagnet in FIG Longitudinal section,

Fig.4 eine Ausführungsform des Vibrationsmotors mit einer zusätzlichen Magnetspule im Längsschnitt4 shows an embodiment of the vibration motor with an additional magnetic coil in longitudinal section

Der Vibrationsmotor enthält einen Läufer 1 (Fig. 1), der mit einem beweglichen Teil des Magnetleiters verbunden ist, wobei dieser Teil als eine Scheibe 2 mit Schlitzen 3 ausgebildet ist, die am Kreisumfang angeordnet sind und die Funktion der Marken des Läufers 1 erfüllen. Der Läufer 1 und die Scheibe 2 des Magnetleiters sind mit dem Teller 4 eines Plattenspielers verbunden und auf eine Welle 5 aufgesetzt. Unter dem beweglichen Teil des Magnetleiters ist eine Magnetfeldquelle, ein Ringdauermagnet 6, angeordnet. Die obere Stirnfläche 7 des Magneten 6 ist an die Scheibe 2 des Magnetleiters unter Belassung eines Abstandes (Spaltes) 8 angenähert. Die untere Stirnfläche 9 ist mit einem unbeweglichen Teil 10 des Magnetleiters gekoppelt, durch welchen der Magnet 6 umfaßt ist. Der Magnet 6 besitzt eine Kraft, die für den sicheren Andruck des Läufers 1 an die Stirnfläche eines Konzentrators 13 ausreichend ist. Auf der Stirnseite des Teils 10 des Magnetleiters sind längs der Kontur angeordnete Schlitze 11 ausgeführt, die den Schlitzen 3The vibration motor contains a rotor 1 (Fig. 1), which is connected to a movable part of the magnetic conductor, this part being a disk 2 with Slots 3 is formed, which are arranged on the circumference and the function of the brands of the Meet runner 1. The rotor 1 and the disk 2 of the magnetic conductor are with the plate 4 of a turntable connected and placed on a shaft 5. Under the moving part of the magnetic conductor is one Magnetic field source, a permanent ring magnet 6, arranged. The upper end face 7 of the magnet 6 is to the Disk 2 of the magnetic conductor, leaving a distance (gap) 8 approximated. The lower face 9 is coupled to an immovable part 10 of the magnetic conductor through which the magnet 6 is included. The magnet 6 has a force necessary for the safe pressure of the rotor 1 on the face of a Concentrator 13 is sufficient. On the face of the part 10 of the magnetic conductor are along the contour arranged slots 11 carried out, which the slots 3

des peweglichen Teiij des Magnetleiters identisch sind und ihnen gegenüberliegen.of the movable part of the magnetic conductor are identical and face them.

In der Zentralöffnung des Ringdauermagneten 6 ist eine Antriebsstufe 12 des Torsionsschwingungskonzentrators 13 untergebracht Der Konzentrator 13 ist mit einer aus Piezoelementen bestehenden Baugruppe gekoppelt Die letztere setzt sich aus einem Arbeitspiezoelement 14 und einem Rückkopplungspiezoelement 15 zusammen. Die Piezoelemente 14, 15 sind mittels Zwischenlagen 16 und 17 voneinander isoliert, und zwischen diesen ist ein dünner Befestigungsflansch 18 angeordnet Die Piezoelemente 14, 15, Zwischenlagen 16,17 und der Flansch 18 sind an den Konzentrator 13 mittels eines Bolzens 19 und einer Scheibe (Lasche) 20 akustisch sicher angedrückt.In the central opening of the permanent ring magnet 6 is a drive stage 12 of the torsional vibration concentrator 13 accommodated The concentrator 13 is with an assembly consisting of piezo elements coupled The latter consists of a working piezo element 14 and a feedback piezo element 15 together. The piezo elements 14, 15 are isolated from one another by means of intermediate layers 16 and 17, and A thin fastening flange 18 is arranged between these. The piezo elements 14, 15, intermediate layers 16, 17 and the flange 18 are attached to the concentrator 13 by means of a bolt 19 and a washer (bracket) 20 acoustically securely pressed.

Der Konzentrator 13 wirkt über die Stirnfläche der Antriebsstufe 12 auf den Läufer 1, z. B. mittels einer konischen Verbindung, die die Funktion eines Antriebs und von Lagern ausübt, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist Es sind konstruktive Ausführungsformen des Vibrationsmotors möglich, wo die Welle 5 in Lagern gelagert istThe concentrator 13 acts via the end face of the drive stage 12 on the rotor 1, for. B. by means of a conical connection that performs the function of a drive and bearings, as shown in FIG. 1 is shown Constructive embodiments of the vibration motor are possible where the shaft 5 is supported in bearings is

Der Konzentrator 13 bzw. der Befestigungsflansch 18 und der unbewegliche Teil 10 des Magnetleite,* sind im Gehäuse 21 des Vibrationsmotors starr befestigtThe concentrator 13 or the fastening flange 18 and the immovable part 10 of the magnet line, * are im Housing 21 of the vibration motor rigidly attached

Das Arbeitspiezoelement 14 ist mit dem Ausgang einer regelbaren HF-Schwingungsquelle (eines HF-Schwingungsgenerators) 22 verbunden, deren einer Eingang an eine regelbare Gleichstromquelle 23 und deren anderer Eingang an eine Frequenzabtrennungseinheit 24 angeschlossen istThe working piezo element 14 is connected to the output of a controllable HF oscillation source (an HF oscillation generator) 22 connected, one input to a controllable direct current source 23 and the other input to a frequency separation unit 24 is connected

Das Piezoelement 15 der Rückkopplung steht über die Frequenzabtrennungseinheit 24 und einen Frequenzdetektor 25 mit dem Eingang der genannten Gleichstromquelle 23 in Verbindung, wodurch ein geschlossener Stabilisierungskreis für die Drehzahl des Läufers 1 gebildet wird:The piezo element 15 of the feedback is above the frequency separation unit 24 and a frequency detector 25 with the input of said direct current source 23 in connection, whereby a closed stabilization circuit is formed for the speed of rotor 1:

15-24-25-23-22-14.15-24-25-23-22-14.

Es sei erwähnt daß der Ringdauermagnet 6 auf dem beweglichen Teil des Magnetleiters angeordnet sein kann, wie dies in Fi g. 2 gezeigt ist.It should be mentioned that the ring permanent magnet 6 can be arranged on the movable part of the magnetic conductor can, as shown in Fi g. 2 is shown.

Bei einigen Ausführungsl°rmen des Vibrationsmotors muß die Andruckkraft des Läufers 1 an den Kondensator 13 gesteuert werden.In some embodiments of the vibration motor, the pressure force of the rotor 1 must be applied to the capacitor 13 can be controlled.

Um die Andruckkraft ^auf elektrischem Wege zu steuern, kann als Magnetf£ldquelle ein Elektromagnet eingesetzt werden.To control the pressure force of ^a uf electrical means, can be used as Magnetf £ ldquelle used an electromagnet.

Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform des Vibrationsmotors ist im Inneren des unbeweglichen Teils 10 des Magnetleiters eine Spule 26 mit einer Wicklung 27 untergebracht, die gemeinsam mit dem beweglichen Teil des Magnetleiters einen Stirndrehzahlgeber vom Integraltyp bildet. Um einen Steuerkreis zum Steuern der Drehzahl des Läufers durch Änderung des Andrucks des letzteren an den Konzentrator 13 zu bilden, ist die Wicklung 27 mit dem Ausgang der regelbaren Gleichstromquelle 23 verbunden. Im übrigen ist der Stabilisierungskreis ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten.In the embodiment of the illustrated in Figure 3 Vibration motor is inside the immovable part 10 of the magnetic conductor a coil 26 with a Winding 27 housed, which together with the movable part of the magnetic conductor is a face speed sensor forms of the integral type. To a control circuit for controlling the speed of the rotor through change to form the pressure of the latter on the concentrator 13, the winding 27 is connected to the output of the controllable direct current source 23 connected. Otherwise, the stabilization circuit is similar to that in FIG. 1 shown.

In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform des Vibrationsmotors dargestellt, bei der im Gegensatz zu der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform die Spule 26 mit einer zusätzlichen Wicklung 28 versehen ist, die für die getrennte Abnahme der Information über die Drehzahl des Läufers 1 bestimmt ist.In Figure 4 is another embodiment of the Vibration motor shown, in contrast to the embodiment shown in Figure 3, the coil 26 is provided with an additional winding 28, which is used for the separate removal of information about the Speed of the rotor 1 is determined.

In diesem Fall ist ilas Rückkopplungspiezoelement 15 unmittelbar mit i'cm HF-Spannungsgenerator 22 verbunden, während der Eingang des Frequenzdetektors 25 mit der zweiten (Signal-)Wicklung 28 in Verbindung steht Die erste (Arbeits-)Wicklung 27 ist wie auch in F i g. 3 mit dem Ausgang der regelbarer Gleichstromquelle 23 verbunden.In this case, the feedback piezo element is 15 directly with i'cm HF voltage generator 22 connected, while the input of the frequency detector 25 to the second (signal) winding 28 in Connection is established The first (working) winding 27 is as in FIG. 3 with the output of the adjustable DC power source 23 connected.

Der Vibrationsmotor funktioniert wie folgt Der Generator 22 erzeugt elektrische HF-Schwingungen, die zum Arbeitspiezoelement 14 gelangen. Durch das letztere werden die elektrischen Schwingungen in mechanische umgewandelt, wodurch der Torsionsschwingungskonzentrator angeregt wird. Der Konzentrator wandelt die Longitudinalschwingungen in Longitudinal- und Torsionsschwingungen um, die durch Auswahl der Form und Abmessung des Konzentrators π 13 im Bereich der Antriebsstufe 12 den Läufer in Drehung versetzen. Der Magnetleiter (Teile 2 und 10) mit dem Magneten 6 bildet ein geschlossenes Magnetsystem. Durch die in den Teilen 2 und 10 des Magnetleiters ausgeführten Schlitze 3, 11 wird beim Drehen des Läufers die Andruckkraft desselben an den Konzentrator 13 periodisch geändert (pulsiert), was zu einer periodischen Änderung der Beansp'i.diung des Konzentrators führt, der hierbei als Schwingsystem von hoher Güte auftritt Die Frequenzabtrennungseinheit 24 nimmt die HF-Schwingungen des Rückkopplungspiezoelementes 15 auf, welche infolge der periodischen Änderung der Belastung mit einem NF-Signal amplitudenmoduliert sind, dessen Frequenz der Drehzahl des Läufers 1 proportional ist Die durch die Einheit 24 «ι abgetrennten HF-Schwingungen werden dem Generator 22 zwecks dessen Synchronisierung und vom Ausgang des Generators 22 dem Arbeitspiezoelement 14 zugeführt Die Piezoelemente 14, 15 und die Einheiten 24, 22 bilden eine Rückkopplungsschieife für ü die Aufrechterhaltung der Eigenfrequenz des Konzentrators 13.The vibration motor works as follows: The generator 22 generates electrical RF vibrations, which reach the working piezo element 14. It is through the latter that the electrical vibrations are generated converted into mechanical, whereby the torsional vibration concentrator is excited. Of the Concentrator converts the longitudinal vibrations into longitudinal and torsional vibrations, which through Selection of the shape and dimensions of the concentrator π 13 in the area of the drive stage 12 the rotor in Offset rotation. The magnetic conductor (parts 2 and 10) with the magnet 6 forms a closed magnet system. Through the slots 3, 11 made in parts 2 and 10 of the magnetic conductor, when the Runner changed the pressure force of the same to the concentrator 13 periodically (pulsed), resulting in a periodic change in the use of the concentrator The frequency separation unit 24 occurs here as an oscillating system of high quality picks up the RF oscillations of the feedback piezo element 15, which as a result of the periodic Change in load amplitude-modulated with an LF signal the frequency of which is proportional to the speed of rotation of the rotor 1 «Ι separated HF oscillations are sent to the generator 22 for the purpose of its synchronization and from the output of the generator 22 to the working piezo element 14 fed The piezo elements 14, 15 and the units 24, 22 form a feedback loop for ü the maintenance of the natural frequency of the concentrator 13.

Die NF-Schwingungen werden dem Frequenzdetektor 25 zugeführt, der eine Frequenzänderung in eine Spannungsänderung umwandelt Die letztere wird auf ■<> das Regelelement der Gleichstromquelle 23 gegeben, durch welches die Ausgangsspannung proportional der Änderung der Drehzahl des Läufers 1 eingestellt wird. Dti- in Fig.2 gezeigte Vibrationsmotor arbeitet auf ähnliche Weise; der Unterschied aber besteht darin, daß j'· eine geringere elektromagnetische Kraft für den Andruck des Läufers 1 an den Konzentrator 13 erforderlich ist.The LF vibrations are fed to the frequency detector 25, which is a frequency change in a Voltage change converts the latter is given to ■ <> the control element of the direct current source 23, by which the output voltage is set proportionally to the change in the speed of the rotor 1. The vibration motor shown in Fig.2 is working on similar way; the difference, however, is that j '· a smaller electromagnetic force for the Pressure of the rotor 1 on the concentrator 13 is required.

Die in Fig.3 gezeigte Ausführungsvariante des Vibrationsmotors gestattet es den Andruck des Läufers " 1 an den Konzentrator 13 mitteis der Wicklung 27 elektrisch zu steuern. Dazu ist eine zusätzliche Rückkopplungsschleife für die Regelung der Drehzahl vorgesehen:The variant of the vibration motor shown in Fig. 3 allows the rotor to be pressed on "1 to the concentrator 13 by means of the winding 27 can be electrically controlled. For this purpose, an additional Feedback loop provided for regulating the speed:

15-24-25-23-27.15-24-25-23-27.

In diesem Fall wird bei Änderung der Drehzahl des Läufers 1 sie sov/ohl durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Amplitude der elektrischen Schwingungen des Generators 22 als auch durch Änderung desIn this case, when the speed of the rotor 1 changes, it becomes so / ohl by enlarging or Reduction of the amplitude of the electrical oscillations of the generator 22 as well as by changing the

M> die Wicklung 27 durchfließenden Stroms geregelt, d. h. es wird die Änderung der Drehzahl ausgeglichen.M> the winding 27 regulated current flowing through, d. H. the change in speed is compensated for.

Beim Vibra'Jonsmotor nach F i g. 4 ist eine Rückkopplungsschleife zur Aufrechterhaltung der Eigenfrequenz der Schwingungen des Konzentrators 13 vorhanden:In the case of the Vibra'Jons motor according to FIG. 4 is a feedback loop to maintain the natural frequency of the vibrations of the concentrator 13 available:

»■> 15 — 22 — 14. Bei der Drehung des Läuters ändert sich der Magnetfluß der Wicklung 27; die periodische Änderung des Magnetflusses wird von der zusätzlichen Spule 28 (die Frequenz der Änderung des Magnetflusses»■> 15 - 22 - 14. When you turn the sounder, changes the magnetic flux of the winding 27; the periodic Change in the magnetic flux is controlled by the additional coil 28 (the frequency of the change in the magnetic flux

ist der Drehzahl des Läufers proportional) aufgenommen. Die Signale, weiche' die Information über die Drehzahl tragen, werden de ι Frequenzdetektor 25 zugeführt. Im übrigen funktioniert dieser Vibrationsmotor analog dem Vibrationsmotor nach Fig. 3.is proportional to the speed of the rotor). The signals that carry the information about the speed are de ι frequency detector 25 fed. Otherwise, this vibration motor functions analogously to the vibration motor according to FIG. 3.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1, vibration motor with a torsional vibration concentrator, a runner s rests on its end face, which is uniform on its circumference has distributed markings for a speed sensor, which is made via a series connection a frequency detector, a direct current source and an RF oscillation generator with an a> ° Piezo element having assembly is connected to the torsional vibration concentrator is coupled, characterized in that the speed sensor has a magnet system, which is arranged under the rotor (1) on the side of the torsional vibration concentrator (13) Contains magnet that attracts the rotor (1) to the face of the concentrator (13) and the comprises a magnetic circuit, consisting of a movable, circular, with the rotor (1) rigidly connected disc (2) with marking slots £?) on the circumference, and from one of the Magnet-carrying immovable part (10) which is separated from the disc (2) by a gap (8) and slots (11) carrying the slots (3) of the Disc correspond in terms of their pitch and face them.

2. Vibration motor according to claim 1, characterized in that an annular magnet is used Permanent magnet is used.

3. Vibration molar according to claim 1, characterized in that an electromagnet is used as the magnet serves

4. Vibration motor according to claim 3, characterized in that the coil (26) of the electromagnet contains two windings (27, 2 & , of which one is connected to a controllable direct current source (23) and the other to the frequency detector (25).

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